[发明专利]Fenton氧化和微波催化相结合的废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理工业废水和城市污水的方法，更具体地，是一种采用Fenton氧化和微波催化相结合的废水处理方法，属于水处理领域。

背景技术

废水是指工业生产和人民生活过程中产生的废水、污水和废液。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始，并且在随后的半个世纪进行了大量的实验研究和生产实践，但是由于许多工业废水成分复杂，性质多变，至今仍有一些技术问题没有完全解决。

20世纪特别是20世纪50年代以来，化学工业等新型工业的发展，使人工合成有机物种类和数量与日俱增。目前，已知的有机物种类约700多万种，并仍以每年数以千计的速度在增加。全球合成有机物总量已达2.5亿吨，这些有机物已经并正在通过各种途径进入环境，引发一系列水体污染、生态环境恶化，威胁人类生存和阻碍相关工业的发展与社会进步，特别是发展中国家尤为严重。人类癌症的发生80％-90％与环境因素有关，而在已发现致癌化学物质中，80％以上为有机污染物。因此，高浓度有机废水特别是有害有毒有机废水的治理，已成为现阶段国内外环境保护领域亟待解决的一个难题。

废水中的高浓度有机废水主要产于化工、化学制药、农药、医药中间体以及燃料化工等行业，该类废水具有“四高两低”即：污染物浓度高、含盐量高、色度高和毒性高，PH值低、B/C值低、可生化性差的特点，而且废水中往往含有特种难处理的污染因子，废水COD值一般在几千到几万mg/L以上，处理难度非常大。

目前常用的高浓度有机废水处理的方法有氧化-吸附法、焚烧法、吸附法以及其他生物、化学、物理方法等等，已有的微波处理技术是以微波作为处理工业废水的主体存在，加入试剂调整废水的PH＝7，为微波处理做准备，存在着作用机理不明确，处理结果不可预料等缺点。

废水中所包含的主要污染物是高浓度有机物，表述污染浓度的指标是化学耗氧量COD和生物耗氧量BOD，处理他们的有效方法其实就是氧化，但是普通氧化法处理时间长，效果不明显，如果能够找到一种强氧化剂氧化处理废水、而以微波能催化氧化过程，则必然会产生十分明显的效果。本专利是采用一种使用Fenton试剂作为强氧化剂氧化废水，利用微波能的特性催化氧化过程，使反应迅速彻底，COD去除率达到90％以上，脱色效果十分明显。为废水处理找到了一个十分有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于使用Fenton试剂氧化处理工业废水和城市污水中的有机物，利用微波能催化氧化过程，以解决工业废水和城市污水处理时间长，处理不彻底，所需空间大等一系列问题。氧化反应作为处理废水的主体存在，微波的作用是催化氧化反应过程。

上述目的是通过如下技术手段实现的：

采用Fenton试剂氧化和微波催化相结合的方法，以Fenton氧化作为处理工业废水和城市污水的主体存在，微波催化氧化反应过程，在动态连续状态下完成对于工业废水和城市污水的处理。

具体方法如下：

1)调整废水的PH值，使其PH＜6；

2)在废水中连续加入Fenton试剂并搅拌均匀，其中，所述Fenton试剂的用量根据废水的COD值来确定，所述Fenton试剂的干量加入量为2-8mg/COD；

3)使上述废水流过微波场，其中，所述微波场的微波频率为915MHz，微波功率为5kw-140kw；

4)使上述流过微波场的废水先通过气水分离器使气液分离，再通过沉淀池或气浮装置使固液分离，从而实现固、液、气三相分离，得到净化的液体。

进一步地，步骤1)中所述废水的PH值优选为3.5。

更进一步地，该方法还包括中和上述步骤4)中分离所得液体中的酸。

所述Fenton试剂是由H₂O₂和Fe²⁺混合得到的一种强氧化剂，在工业废水和城市污水的处理中应用广泛，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水和城市污水的处理，但单用此试剂处理工业废水和城市污水时，其反应时间长，在大量工业废水和城市污水处理中，需要有很大的空间存放废水，一般难以满足，若利用微波能量催化反应过程，可以达到时间短、反应彻底的效果，能够满足企业及社会处理工业废水和城市污水的需要。

过氧化氢在催化剂铁等存在时，能生成氢氧自由基(·OH)，氢氧自由基比其他一些常用的氧化剂具有更高的氧化电极电位，因此氢氧自由基是一种很强的氧化剂。Fenton试剂特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理，得以广泛研究应用。